Введение
Диагностическая инфракрасная термография, получившая в последние годы широкое распространение, основана на разности температур кожных покровов над пораженными и интактными участками, что связано с особенностями кровообращения здоровых и патологически измененных тканей (Head J.F. et al., 1993; Head J.F., Elliot R.L., 1995; Ring E., Ammer K., 2000; Ковальчук И.С. и соавт., 2013). Развивается также метод контактной цифровой термографии для диагностики заболеваний молочных желез (Гридин А.Ф. и соавт., 2005; Приходченко В.В., Приходченко О.В., 2005a; b; Приходченко В.В. та співавт., 2011). В то время как прочие лучевые методы диагностики обычно позволяют получить информацию о структурных изменениях тканей, термография позволяет отобразить физиологические процессы, сопровождаемые аномальным теплообразованием (Новикова Е.Е., 1996; Ring E., Ammer K. 2000; Заболотская Н.В., Заболотский В.С., 2005; Тарасовська Е.В., 2007; Ковальчук И.С. и соавт., 2013).
Результаты предыдущей работы продемонстрировали возможности инфракрасной термографии в диагностике доброкачественных изменений в молочной железе (Ковальчук И.С. и соавт., 2013).
В ряде работ показано, что усиление ангиогенеза и митотической активности, характерных для злокачественного процесса, приводит к повышению локальной температуры, улавливаемой с помощью термографии, что позволяет заранее предположить определяемые с помощью рентгеновской маммографии (РМГ) признаки малигнизации (Diakides N.A., Bronzino J.D. (Eds), 2006; Успенський Д.А. та співавт., 2007; Шихман С.М. и соавт., 2007).
Каждая область поверхности человеческого тела имеет характерную термографическую картину. Так, температура верхних отделов молочных желез у женщин несколько выше, чем нижних. Температура ареолы (околососкового кружка) и нижних отделов молочных желез более постоянна, чем верхних. Повышение интенсивности инфракрасного излучения над патологическими очагами связано с усилением в них кровоснабжения и метаболических процессов, уменьшение его интенсивности наблюдается в области со сниженным регионарным кровотоком и сопутствующими изменениями в органах и тканях (Моисеенко В.М., Семиглазов В.Ф., 1997; Маркель А.Л., Вайнер Б.Г., 2005; Bevers T.B. et al., 2006; Шахмамедов Н.С., 2010).
Известно около 30 различных заболеваний молочной железы, по поводу которых одна из двух женщин в течение жизни обращается к врачу (Аксель Е.М., 2006). Примерно у 10% из них существует вероятность развития рака. В мире ежегодно регистрируют >1 млн новых случаев злокачественных опухолей данной локализации (Гридин А.Ф. и соавт., 2005; Заболотская Н.В., Заболотский В.С., 2005; Тарасовська Е.В., 2007; Чиссов В.И. и соавт. (ред.), 2008). Первый пик подъема заболеваемости приходится на возраст 30–40 лет, в дальнейшем отмечается ежегодный прирост этого показателя. Следует отметить, что у женщин в возрасте 40–44 лет смертность от рака молочной железы опережает все другие причины (Моисеенко В.М., Семиглазов В.Ф., 1997; Bevers T.B. et al., 2006). При этом диагностическая ценность РМГ-скрининга в молодом возрасте ниже, что связано с доминированием железистой ткани, обусловливающим значительные трудности дифференциальной диагностики рака молочной железы с диффузными и многоочаговыми поражениями молочной железы другой этиологии.
Развитие атипических изменений является многостадийным процессом, большая часть которого приходится на доклиническую стадию. Что касается новообразований молочной железы, то этот процесс может начинаться еще в пубертатный период, причем начальные изменения еще не могут быть выявлены с помощью РМГ (Bland K.I. et al., 1999; Маркель А.Л., Вайнер Б.Г., 2005; Аксель Е.М., 2006). Развитие опухолевого узла с диаметром ≤1см может продолжаться 3–10 лет (Diakides N.A., Bronzino J.D. (Eds), 2006; Шихман С.М. и соавт., 2007). Диагностировать начальные структурные изменения в тканях, предшествующие злокачественной опухоли, часто весьма затруднительно. Следует также отметить, что в 20% случаев рак молочной железы характеризуется повышенной агрессией и бурным ростом, особенно в молодом возрасте. Поэтому проводимый 1–2 раза в год классический скрининг может запаздывать и не всегда гарантирует своевременное выявление болезни (Моисеенко В.М., Семиглазов В.Ф., 1997; Розенфельд Л.Г., Колотилов Н.Н., 2001; Olsen O., Gøtzsche P.C., 2001; Летягин В.П. и соавт., 2006).
В настоящее время основными методами диагностики рака молочной железы являются: клиническое обследование, включающее осмотр, пальпацию молочной железы; ультразвуковое исследование (УЗИ), в том числе эластография; РМГ; магнитно-резонансная томография (МРТ); тонкоигольная пункционная аспирационная биопсия (ТАПБ) образования с последующим цитологическим исследованием; трепанобиопсия с последующим гистологическим исследованием. Однако перечисленные методы диагностики не всегда позволяют выявить начальную стадию заболевания. Во многих странах сегодня термография все шире используется для ранней диагностики заболеваний молочных желез, оценивающей не столько структурные изменения, сколько процессы, протекающие в тканях организма (Head J.F., Elliot R.L., 1995; Olsen O., Gøtzsche P.C., 2001; Hildebrandt C. et al., 2010). Известно, что злокачественная опухоль может быстро развиваться и требует усиленного притока крови (Апанасевич В.И. и соавт., 2002; Маркель А.Л., Вайнер Б.Г., 2005; Шахмамедов Н.С., 2010). Этот приток обеспечивается за счет вовлечения и формирования новых множественных кровеносных сосудов, усиления кровотока, за счет чего и выявляется более интенсивное тепловое излучение (Фоменков А.Л., 1996; Новикова Е.Е., 1996; Успенський Д.А. та співавт., 2007). Это излучение улавливается в инфракрасном свете (Моисеенко В.М., Семиглазов В.Ф., 1997; Приходченко В.В., Приходченко О.В., 2005б; Ковальчук И.С. и соавт., 2013).
При проведении термографической диагностики молочных желез важно своевременно разграничить физиологические изменения от патологических, учитывать изменения гормонального фона и его влияние на термографическую картину, что достигается путем обследования на протяжении I и II фазы менструального цикла с целью исключения ложноположительного или ложноотрицательного результата.
Термографическая диагностика позволяет наблюдать за состоянием молочных желез под воздействием лекарственных препаратов для уточнения диагноза в сомнительных случаях.
Хотя термография является лишь дополнительным методом обследования молочной железы, тем не менее при выявлении опухоли термография нередко позволяет спрогнозировать доброкачественный или злокачественный характер выявленной патологии. Роль термографии состоит в раннем выявлении физиологических или патологических изменений в тканях молочной железы, а также в определении факторов риска развития патологического процесса (Маркель А.Л., Вайнер Б.Г., 2005; Приходченко О.В., 2005б; Иваницкий Г.Р., 2006; Ковальчук И.С. и соавт., 2013).
Объект и методы исследования
Исследования проводили с применением оборудования и по методике, описание которых подробно изложено в предыдущих работах (Розенфельд Л.Г. та співавт., 2006; Ковальчук И.С. и соавт., 2013). УЗИ и РМГ пациенты проходили в медицинских учреждениях Украины.
Результаты и их обсуждение
Тепловизионная симптоматика процессов с высоким риском озлокачествления включает следующие характеристики (Розенфельд Л.Г., Колотилов Н.Н., 2001; Olsen O., Gøtzsche P.C., 2001; Приходченко О.В., 2005б):
1. Изменение сосудистого рисунка, а также асимметрия контуров молочной железы.
2. Очаговая гипертермия в зоне возможной или визуализируемой опухоли.
3. Общая гипертермия пораженной молочной железы.
4. Гипертермия соска.
5. Визуализация изменений термографического рисунка молочных желез.
Рассмотрим термографическое представление каждого из этих факторов.
1. Изменение сосудистого рисунка, а также асимметрия контуров молочной железы
Отмеченный при термографии начальный процесс ангиогенеза (рис. 1) указывает на возможный рост опухоли и обусловливает необходимость проведения дополнительных обследований: УЗИ, РМГ, МРТ.
2. Очаговая гипертермия в зоне опухоли
Локальная гипертермия при раке молочной железы может отмечаться как в зоне роста опухоли, так и в регионарных лимфатических узлах. На рис. 2 представлена термограмма с локальной областью гипертермии в левой молочной железе на 12 и 7 ч, а также гипертермией регионарных лимфатических узлов в левой подмышечной впадине. Градиенты температур ΔТ2–1=+2,2 ˚С; ΔТ3–1=+2,0 ˚С; ΔТ4–1=+2,04 ˚С. Выполнена РМГ, а также ТАПБ под контролем УЗИ, по результатам подтверждена злокачественность новообразования.
3. Общая гипертермия молочной железы
Общая гипертермия молочной железы, определяемая по сравнению со второй молочной железой, может свидетельствовать о развитии злокачественных изменений. На рис. 3 приведена термограмма с гипертермией левой молочной железы (для информативности показаны изображения в разных цветовых гаммах). Разность температур между левой и правой молочной железой составляет +(1,03–1,62) ˚С. В результате проведения дополнительных обследований установлен диагноз: рак левой молочной железы (Т1N0M0).
4. Гипертермия соска
Термограмма молочных желез с гипертермией в области соска представлена на рис. 4а, б (при увеличении). Градиент температуры в гипертермической области составляет +2,76 ˚С. При РМГ визуализировано новообразование категории 3 (вероятно доброкачественное) по BI-RADS (Breast Imaging-Reporting and Data System) неясного генеза. Пациентка нуждается в проведении дополнительных обследований для уточнения диагноза.
Термограмма больной раком левой молочной железы (рак Педжета) приведена на рис. 5. Наличие злокачественного образования впоследствии подтверждено цитологическими исследованиями. Зона гипертермии левой молочной железы (рис. 5б) характеризуется градиентом температуры +(2,69–3,24) ˚С; для сравнения: в правой молочной железе (рис. 5а) градиент температуры составляет +(0,5–0,7) ˚С.
5. Визуализация изменений термографического рисунка молочных желез
Термовизуализация сосудистого рисунка молочных желез обследуемых пациенток показана на рис. 6а–д.
Пациентке, термограмма молочных желез которой показана на рис. 6а, выполнено УЗИ и РМГ. По результатам РМГ выявлено новообразование категории 2 (доброкачественное) по BI-RADS. При УЗИ определены признаки фиброаденомы правой молочной железы, двусторонней аксилярной лимфаденопатии. Женщина находится под наблюдением маммолога.
Выраженность сосудистого рисунка без выявленных другими диагностическими методами патологий отмечена у нескольких пациенток, термограммы которых представлены на рис. 6б–г. Все они нуждаются в регулярном обследовании и наблюдении маммолога.
Как известно, усиление ангиогенеза и митотической активности, являющиеся признаками недоброкачественного процесса, способствуют повышению температуры в соответствующей зоне (рис. 6д; градиент температуры в области гипертермического образования +1,95 ˚С, область гипертермии показана стрелкой).
Ареолярная гипертермия (показана стрелкой на рис. 7а — градиент температуры +2,86 ˚С) дает основание заподозрить наличие злокачественного новообразования. При проведении дополнительных обследований у данной пациентки это предположение было подтверждено.
Нечеткость термографического рисунка молочных желез (рис. 7б), очаговые изменения (рис. 7в, г) с градиентом температуры от +0,56 ˚С до +(0,9–1,05) ˚С сами по себе не являются свидетельством новообразования. При проведении УЗИ, РМГ у этих пациенток не выявлено никакой патологии. Те не менее, такие женщины относятся к группе повышенного риска и нуждаются в регулярном наблюдении маммолога.
Термографическое выявление изменений молочных желез является поводом для регулярного наблюдения за их состоянием.
Термограмма пациентки Г., 40 лет, с гипертермическим включением в левой молочной железе представлена на рис. 8. Градиент температуры в области гипертермии составляет +(1,48–1,69) ˚С. Для уточнения диагноза выполнена РМГ, на основании которой сделано заключение о наличии новообразования категории 3 (вероятно доброкачественное) по BI-RADS неясного генеза. Необходимо дополнительное обследование.
Термография больной Т., 58 лет, с гипертермическими включениями в левой молочной железе показана на рис. 9. По результатам термографии рекомендовано УЗИ, РМГ. В результате РМГ выявлена фиброзно-жировая инволюция с участками фиброаденоматоза, узловой фиброаденоматоз. Анализ термограммы показал наличие гипертермических включений в левой молочной железе с градиентом температуры ΔТ3–1=+1,31 ˚С. В области соска градиент температуры ΔТ2–1=+1,0 ˚С. Визуально в левой молочной железе на границе верхневнутреннего и нижневнутреннего квадрантов отмечено втяжение поверхности кожи, что явилось поводом для проведения патогистологического исследования. По его результатам выявлено наличие в аспирате из зоны гипертермии единичных комплексов дуктального эпителия с признаками атипии. Таким образом, с помощью термографии была визуализирована не выявленная при РМГ патология молочной железы, генез которой уточнен при патогистологическом исследовании.
На рис. 10 представлена термограмма пациентки с гипертермией в области соска левой молочной железы. Градиент температуры ΔТ2–1=+3,25 ˚С. Выполнена РМГ, взят аспират из области, показанной стрелкой 2. На основании проведенных исследований выявлено злокачественное новообразование in situ (Т1N0M0). Высокий градиент температуры, являющийся одним из критериев недоброкачественности новообразования, также был подтвержден иными клиническими методами диагностики.
Термограммы молочных желез в зависимости от фазы менструального цикла
Состояние молочных желез зависит от возраста, гормонального статуса, фазы менструального цикла (Head J.F.et al., 1993). В связи с этим дополнительную информацию при подозрении на признаки злокачественных изменений в молочных железах важно получить, проводя термографию на протяжении различных фаз менструального цикла, что позволяет дифференцировать физиологические изменения от патологических. Дополняющим фактором этих исследований является термографическая диагностика молочных желез до и после приема компенсирующих гормональные сдвиги лекарственных препаратов. Совокупность этих наблюдений позволяет уточнить диагноз.
Примером вышеизложенного могут служить термограммы пациентки З., 45 лет (рис. 11). В 2009 г. она была прооперирована по поводу кисты правой молочной железы. В 2012 г. обратилась к маммологу с жалобами на боль в левой молочной железе. Проведена термографическая диагностика в разные фазы менструального цикла (рис. 11а–г), а также до и после комплексной терапии (рис.11д, е). Данные термографии показали, что изменения в молочных железах связаны с гормональными особенностями в соответствии с фазами менструального цикла. На фоне коррекции гормонального дисбаланса отмечена нормализация термографической картины.
Раннее выявление патологических изменений в молочных железах
Ранняя диагностика новообразований в молочных железах in situ при своевременно начатом лечении является залогом большей успешности терапии (Head J.F., Elliot R.L., 1995; Ring E., Ammer K., 2000).
На рис.12а приведена термограмма больной с зоной гипертермии в правой молочной железе. Градиент температуры между областью гипертермии и соседними участками составлял +1,2 °С.
Через 3 года у этой больной выявлено новообразование в правой молочной железе соответствующей локализации. Градиент температуры между зоной, показанной стрелкой, и соседней областью составляет +(1,9–2,4) ˚C (рис. 13).
Этой пациентке выполнены РМГ, УЗИ, ТАПБ под контролем УЗИ в зоне гипертермии правой молочной железы.
В ходе проведения РМГ в двух проекциях (краниокаудальная, косая медиолатеральная) получены такие данные: общая структура представлена инволюцией и рассеянными фиброгландулярными уплотнениями, локализованными преимущественно в верхнелатеральных квадрантах и субареолярно. В верхнелатеральном квадранте слева определяется интрамаммарный лимфатический узел. Справа на границе верхних квадрантов определяется образование повышенной плотности неправильной формы, с нечеткими краями, размером 3,2×2,0 см, с включением микрокальцинатов.
При УЗИ выявлено образование на 12 ч, сниженной эхогенности, неправильной формы, с нечеткими краями, размером 2,6×2,5 см, деформирующее связки Купера (рис. 14). Данные УЗИ полностью совпадают с данными термографии (см. рис. 12а, 13, 14).
В результате комплексного обследования установлен диагноз: инвазивная протоковая карцинома правой молочной железы (Т2N0M0).
Приведенные результаты исследований показывают, что выявленное с помощью термографии новообразование (возможно, рак молочной железы на неинвазивной стадии) у этой пациентки было оставлено без должного внимания в результате недооценки данных термографии.
В то же время проведение массового обследования женщин с применением метода термографии поможет выявлять на ранних стадиях изменения в молочных железах, определять характер этих изменений и вести наблюдение больных, сокращая частоту рентгенографического обследования, особенно в возрасте <40 лет.
Термографическая характеристика злокачественной опухоли
Термограмма пациентки с поздней формой рака правой молочной железы представлена на рис. 15а, б. Градиент температуры в области, показанной стрелкой, равен +(3,2–3,7) ˚С. Выявлены зоны гипертермии в грудном и пояснично-крестцовом отделах позвоночника. Градиент температуры в области грудного отдела позвоночного столба равен +1,9 ˚С, в области пояснично-крестцового отдела +0,9 ˚С (см. рис. 15б). Результаты КТ подтвердили предположение о том, что зоны гипертермии соответствуют зонам метастазирования злокачественной опухоли.
Выводы
Проведенное исследование подтвердило достаточно высокую эффективность применения метода дистанционной инфракрасной термографии для раннего выявления патологических изменений в молочных железах. Важным критерием своевременного определения онкологического заболевания является изменение термографического рисунка одной или двух молочных желез, что приводит к температурной неоднородности на их поверхности, визуализируемой в виде зон гипертермии. Гипертермичность зон оценивается по градиенту температуры, определяемому по разности температур в области патологического участка и соседних тканей.
Выражение признательности
В заключение авторы считают своим приятным долгом выразить благодарность Леониду Георгиевичу Розенфельду за постоянный интерес к работе, помощь в написании статьи и интерпретации полученных результатов.
Список использованной литературы
- Аксель Е.М. (2006) Злокачественные новообразования молочной железы: состояние онкологической помощи, заболеваемость и смертность. Маммология, 1: 9–13.
- Апанасевич В.И., Юдин С.И., Куксов Г.М. (2002) Синдромальная диагностика заболеваний молочной железы. Владивосток, 106 с.
- Гридин А.Ф., Фатуев О.Э., Важенин А.В. и др. (2005) Возможности радиотермометрии в диагностике рака молочной железы. Материалы 3-й Науч.-практ. конф. «Состояние перспективы развития маммологической службы РФ и роль общественных организаций». Москва, 433 с.
- Заболотская Н.В., Заболотский В.С. (2005) Новые технологии в ультразвуковой маммографии. Фирма Стром, Москва, 240 с.
- Иваницкий Г.Р. (2006) Тепловидение в медицине. Вестн. РАМН, 1(76): 48–62.
- Ковальчук И.С., Дунаевский В.И., Венгер Е.Ф. и др. (2013) Возможности дистанционной инфракрасной термографии в диагностике заболеваний молочных желез (доброкачественные изменения). Укр. мед. часопис, 3(95): 165–169.
- Летягин В.П. Высоцкая И.В., Ким Е.А. (2006) Факторы риска развития рака молочной железы. Маммология, 4: 10–12.
- Маркель А.Л., Вайнер Б.Г. (2005) Инфракрасная термография в диагностике рака молочной железы (обзор иностранной литературы). Тер. арх., 10(766): 57–61.
- Моисеенко В.М., Семиглазов В.Ф. (1997) Кинетические особенности роста рака молочной железы и их значение для раннего выявления опухоли. Маммология, 3: 3–12.
- Новикова Е.Е. (1996) Возможности термографии в диагностике заболеваний молочной железы. Автореф. дис. … канд. мед. наук, 14.00.14 — онкология. Саратов. гос. мед. ун-т, 20 с.
- Приходченко В.В., Приходченко О.В. (2005a) Диагностика заболеваний молочной железы с помощью цифрового контактного термомаммографа. Мед.-соц. проблеми сім’ї, 3–4(10): 61–65.
- Приходченко В.В., Приходченко О.В. (2005б) Тепловидение в диагностике заболеваний молочных желез. Вісн. невідклад. і віднов. медицини, 3(6): 528–531.
- Приходченко В.В., Приходченко О.В., Білошенко В.О. та ін. (2011) Можливості контактної термографії у ранній доклінічній діагностиці раку молочної залози. Онкология, 2(13): 125–129.
- Розенфельд Л.Г., Венгер Є.Ф., Лобода Т.В. та ін. (2006) Дистанційний інфрачервоний термограф з матричним фотоприймачем та досвід його використання у клінічній лікарні. Укр. радіолог. журн., 4: 450–456.
- Розенфельд Л.Г., Колотилов Н.Н. (2001) Дистанционная инфракрасная термография в онкологии. Онкология, 3(2–3): 106–109.
- Тарасовська Е.В. (2007) Рентгенівська мамографія в діагностиці раку грудної залози. Променева діагностика, променева терапія, 3: 56–60.
- Успенський Д.А., Мамот Н.В., Сухіна Н.О., Гульков Ю.К. (2007) Прогностичне значення стану кровотоку в зоні локалізації мікрокальцінатів молочних залоз. Променева діагностика, променева терапія, 1: 29–32.
- Фоменков А.Л. (1996) Анализ морфогенеза дисплазий молочной железы: Автореф. дис. … канд. мед. наук, 14.00.14 — онкология. Воронеж. гос. мед. акад. им. Н.Н. Бурденко, 20 с.
- Чиссов В.И., Старинский В.В., Петрова Г.В. (ред.) (2008) Злокачественные новообразования в России в 2006 году (заболеваемость и смертность). ФГУ «МНИОИ» им. П.А. Герцена «Росмедтехнологий», 248с.
- Шахмамедов Н.С. (2010) Перспектива развития термографического исследования в диагностике рака молочной железы. Харків. хірург. школа, 4(42): 20–23.
- Шихман С.М., Цинтринбаум Б.И., Клюкин Л.М. и др. (2007) Контактная объемная термография молочных желез. Эндоскоп. хирургия, 6: 39–44.
- Bevers T.B., Anderson B.O., Bonaccio E. et al.; National Comprehensive Cancer Network (2006) Breast cancer screening and diagnosis. J. Natl. Compr. Canc. Netw., 4(5): 480–508.
- Bland K.I., Beenken S.W., Copeland E.M. (1999) Schwarz’s Principles of surgery. 7th ed., p. 553–569.
- Diakides N.A., Bronzino J.D. (Eds) (2006) Medical Infrared imaging. CRC Press Taylor Group LLC, London, 451 p.
- Head J.F., Elliot R.L. (1995) Breast thermography. Cancer, 79: 186–187.
- Head J.F., Wang F., Elliott R.L. (1993) Breast thermography is a noninvasive prognostic procedure that predicts tumor growth rate in breast cancer patients. Ann. N. Y. Acad. Sci., 698: 153–158.
- Hildebrandt C., Raschner C., Ammer K. (2010) An overview of recent application of medical infrared thermography in sports medicine in Austria. Sensors (Basel), 10(5): 4700–4715.
- Olsen O., Gøtzsche P.C. (2001) Cochrane review on screening for breast cancer with mammography. Lancet, 358(9290): 1340–1342.
- Ring E., Ammer K. (2000) The technique of infrared imaging in medicine. Thermology International, 10(1): 7–14.
Резюме. Діагностика стану молочних залоз для виявлення серед жінок груп ризику, а також подальшого раннього виявлення злоякісних новоутворень є запорукою успішного лікування. Дистанційна інфрачервона термографія дозволяє в ряді випадків у поєднанні з іншими інструментальними методами на ранній доклінічній стадії виявляти відповідні зміни в молочних залозах. Робота присвячена термографічній діагностиці патології молочних залоз злоякісного характеру. Продемонстровано високу ефективність методу у виявленні цієї патології на ранніх стадіях.
Ключові слова: молочні залози, термографія, злоякісні новоутворення, рання діагностика.
Summary. Diagnostics of breast status for identification of risk groups and early detection of malignant tumor is essential to successful treatment. Remote-sensing infrared thermography in a number of cases in conjunction with other methods allows to detect changes in breast in early preclinical stage. The article presents the thermographic signs of of malignant breast pathology. The high efficiency of the method in detection of this disease in early stages is demonstrated.
Key words: breasts, thermography, malignant tumors, early diagnosis.
Адрес для переписки:
Ковальчук Игорь Семенович
01034, Киев, ул. Рейтарская, 22
Киевский городской клинический
эндокринологический центр